Природный изумруд, сложный для диагностики

19 августа 2016 г.

На экспертизу в лабораторию Геммологического центра МГУ поступил изумруд фирмы МЮЗ «Якутские бриллианты». По информации владельцев, изумруд был огранен из уральского сырья. Масса камня составляла 9,95 карат, огранка – изумрудная (рис. 1). Зеленый цвет камня оттенялся синим, видимая люминесценция в ДВ УФ отсутствовала. Совокупнсть традиционных геммологических исследований, включая изучение в микроскоп внутренних особенностей изумруда, не позволила однозначно диагностировать природу камня. Это определило необходимость дальнейшей диагностики камня методом КР спектроскопии, по итогам которой стало возможным установить природное происхождение изумруда


Рис.1. Изумруд, предоставленный на диагностику в лабораторию ГЦ МГУ. Масса камня составляет 9,95 карат

Внутренние особенности изумруда

При наблюдении в геммологический микроскоп в камне были установлены “шторки” – кластеры двухфазовых газово-жидких включений, наличие которых возможно как в природных, так и в синтетических изумрудах. Ростовая неоднородность была проявлена слабо, ее рисунок не соответствовал шевроновому узору, нередко наблюдаемому в синтетических гидротермальных изумрудах (Schmetzer et al., 1997). Основное внимание привлекали необычные дискретные трещины, двумерные в плане, и занимающие основной объем камня (Рис. 2, а). Вероятно, рост каждой трещины происходил от единого центра в виде отрезка в противоположные от него стороны. При небольшом увеличении трещины выглядели как «хлопья» (рис. 2, б). Описание подобных микроскопических особенностей не обнаружено в литературе, в том числе, в Атласе включений Gübelin&Koivula (2004, 2008), а также не встречались нами ранее в образцах изумрудов. Неоднозначность внутреннего мира и синеватый оттенок камня наряду с топовым цветом могли скорее привести к мнению, что у данного камня синтетическое гидротермальное происхождение. Для окончательного вывода было решено провести дальнейшее изучение приборными методами. 


Рис. 2. Внутренние особенности изумруда были представлены, главным образом, необычными по форме трещинами

Спектроскопические особенности камня, метод КРС

Метод конфокальной спектроскопии комбинационного рассеяния (КРС) используется для фиксирования типа воды, входящей в каналы структуры изумруда. Изучение природных и синтетических образцов бериллов показало, что природные бериллы содержат I и II тип воды, отличие которых состоит в различной ориентировке молекул Н2О в каналах структуры (Фекличев, 1964). Гидротермально выращенные синтетические изумруды содержат I тип воды, и, в некоторых случаях, исчезающе малые количества молекул H2O II типа (Huong et al., 2010). При получении спектра важна ориентировка образца: изумруд следует снимать так, чтобы луч лазера проходил перпендикулярно оси с - именно в этом направлении можно получить максимальную интенсивность диагностического пика воды II типа (рис. 3). В спектре КР нашего образца были зафиксированы оба типа воды: пик 3608 см-1 отвечает H2O I типа, широкий пик 3598 см-1 - H2O II типа. Если рассмотреть отношение интенсивностей пиков воды  I3598/I3608, то для исследуемого изумруда оно превышает 2,5 (рис. 3, черный спектр). Это отношение можно использовать для приблизительной оценки месторождения конкретного изумруда. В нашем случае, значение попадает в поле уральских изумрудов, хотя данные пересекаются с полем бразильских камней (Huong et al., 2010). 

 
Рис. 3. Спектры КР данного изумруда, полученные для различной орие нтировки оси с кристалла. В положении, перпендикулярном оси с, пик воды II типа проявлен слабее (красный спектр). Спектры сдвинуты по вертикали для наглядности

Выводы

Неоднозначность внутренних характеристик предоставленного изумруда, его высокие цветовые характеристики и синий оттенок, продиктовали использование в диагностических целях метода конфокальной спектроскопии комбинационного рассеяния. КР спектрометры, обычно используемые в геммологических лабораториях, не позволяют провести такой анализ, потому что укомплектованы другим типом лазера. Итогом проведенного исследования стало доказательство природного происхождения изумруда, а также косвенное подтверждение его добычи на месторождениях Урала. 

Развитие геммологической диагностики сегодня выходит далеко за рамки исследований камней в микроскоп. Для успешного решения задач диагностики важно интегрированное знание геммологических особенностей и спектроскопических характеристик ювелирных камней, а также понимание ограничений, связанных с этими двумя исследовательскими направлениями. 

Материал подготовила А.А. Серова (Геммологический Центр, Московский государственный университет)

Литература

Фекличев В.Г. Берилл: морфология, состав и структура кристаллов. М.: Наука, 1964, 125 с.

Gubelin E.J.&Koivula J.I. Photoatlas of inclusions in gemstones. Volume 3. 2008, Opinio Publishers, Basel, Switzerland, P. 672

Gubelin E.J.&Koivula J.I. Photoatlas of inclusions in gemstones. Volume 1. 2004, Opinio Publishers, Basel, Switzerland, P. 532

Huong L.T., Häger T., Hofmeister W. (2010) Confocal micro-Raman Spectroscopy: a powerful tool to identify natural and synthetic emeralds. Gems&Gemology, Vol. 46, No. 1, pp. 36–41

Schmetzer K., Kiefert L., Bernhardt H-J., Beili Z. (1997) Characterization of Chinese hydrothermal synthetic emerald. Gems&Gemmology, Vol. 33, No. 4, pp. 276-291

 

Все новости

Яндекс.Метрика